7. Équilibre d’un solide mobile autour d’un axe fixe

TC Sciences et Technologies · Physique-Chimie · Chapitre 7توازن جسم صلب قابل للدوران حول محور ثابت

≈ 5 minPhysique3 exemples3 questions

الأبواب، الروافع، الموازين: يتعلق المفعول الدوراني لقوة بمسافتها عن المحور.

Φملخص الدرس

عزم قوة

عزم قوة F⃗ بالنسبة لمحور ثابت (Δ) هو: MΔ(F⃗) = ± F × d

  • d: المسافة (ذراع الرافعة) بين المحور وخط تأثير F⃗، بالمتر؛ M بـ N·m.
  • الإشارة + إذا كانت القوة تدير الجسم في المنحى الموجب المختار، و − في الحالة المعاكسة.
  • إذا كان خط التأثير يقطع المحور أو موازيًا له، فالعزم منعدم.

المزدوجة

قوتان لهما نفس الشدة، متوازيتان، منحياهما متعاكسان وخطا تأثيرهما مختلفان. عزم المزدوجة: M = F × d، حيث d المسافة بين خطي التأثير.

مبرهنة العزوم

يكون جسم صلب قابل للدوران حول محور ثابت في توازن إذا كان:

  • ΣF⃗ext = 0⃗؛
  • المجموع الجبري للعزوم منعدمًا: ΣMΔ(F⃗) = 0.

✎أمثلة محلولة

مثال 1

رافعة تدور حول محور. نطبق F₁ = 20 N على بعد 30 cm من المحور. ما القوة F₂ المطبقة في الجهة الأخرى على بعد 50 cm اللازمة للتوازن؟

عرض الحل
مبرهنة العزوم: F₁ × d₁ − F₂ × d₂ = 0.
F₂ = 20 × 0,30 / 0,50 = 12 N.

مثال 2

يدير سائق مقود سيارته (قطره 40 cm) بقوتين متعاكستين شدة كل منهما 15 N مطبقتين في طرفي قطر. احسب عزم المزدوجة.

عرض الحل
M = F × d = 15 × 0,40 = 6 N·m.

مثال 3

لماذا يوجد مقبض الباب بعيدًا عن المفصلات؟

عرض الحل
للحصول على نفس العزم M = F × d، تسمح مسافة d كبيرة باستعمال قوة أصغر.

?اختبر نفسك

اضغط على الجواب الصحيح.

  1. عزم قوة يمر خط تأثيرها بالمحور…

    الجواب
    ب) منعدم — d = 0.
  2. وحدة عزم قوة هي…

    الجواب
    ب) N·m — قوة × مسافة.
  3. قوة 10 N على بعد 0,2 m من المحور عزمها…

    الجواب
    أ) 2 N·m — 10 × 0,2 = 2.

Publications similaires

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *